CN101641664A - 输入设备、控制设备、控制系统、控制方法及手持设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了能够在手移动被输入至输入设备时能够校正输出信号的输入设备、控制设备、控制系统、控制方法和手持设备，通过它们用户不会感到相位延迟。输入设备(1)包括速度计算部(29)、滤波器(27)、控制部(28)及存储器(26)。速度计算部(29)基于从传感器单元(17)所输出的物理量、例如从加速度传感器单元(16)输出的在X′和Y′轴方向上的加速度值来计算壳体(10)在X′和Y′轴方向上的速度值。滤波器(27)通过预定的比例系数来衰减在通过所述速度计算部(29)所计算的速度值中预定频率范围的信号的速度值。由于滤波器(27)根据速度值动态衰减手移动频率范围的速度值，所以可以用指针(2)进行精确指点操作。

Description

输入设备、控制设备、控制系统、控制方法及手持设备

技术领域

本发明涉及用于操作GUI(图形用户界面)的三维操作输入设备、用于根据从输入设备所输出的信息来控制GUI的控制设备、包括这些设备的控制系统、以及控制方法。

背景技术

指示设备(具体地，鼠标和触摸板)被用作广泛使用于PC(个人计算机)中的GUI的控制器。GUI不仅仅在现有技术中作为PC的HI(人机界面)，而且目前正在开始用作在起居室等中使用的、以例如电视机作为图像媒介的AV设备(视听设备)和游戏设备的界面。已经提出用户能够三维操作的各种指示设备作为用于这种类型的GUI的控制器(例如，参见专利文献1和2)。

专利文献1披露了包括两个轴的角速度陀螺仪(即，两个角速度传感器)的输入设备。每个角速度传感器都为振动型角速度传感器。例如，在对以共振频率压电振动的振动体施加角速度之后，在与振动体的振动方向正交的方向上产生了科里奥利力(科氏力)。科氏力与角速度成正比，从而从科氏力的检测可得到角速度的检测。专利文献1的输入设备通过角速度传感器检测关于两个正交轴的角速度，根据角速度生成作为通过显示装置所显示的光标等的位置信息的信号，并且将其发送至控制设备。

专利文献2披露了包括三个(三轴)加速度传感器和三个(三轴)角速度传感器(陀螺仪)的笔型输入设备。笔型输入设备根据通过三个加速度传感器和三个角速度传感器所获取的信号来执行各种操作，从而计算笔型输入设备的位置角(姿态角)。

因为这些类型的指示设备被三维操作，所以手移动变成了问题。为了校正手移动，存在用于使用频带限制器从检测用户的操作移动的传感器的输出信号中消除相应于手移动的频率的方式(例如，参见专利文献3)。专利文献3披露了一个实例，其中，例如，频道限制器消除0.5Hz到15Hz范围内的频率。

专利文献1：日本专利申请公开第2001-56743号(第[0030]和[0031]段，图3)

专利文献2：日本专利第3748483号(第[0033]和[0041]段，图1)

专利文献3：日本专利申请公开第Hei 07-28591号(第[0060]和[0062]段)

发明内容

但是，在手移动频率区域内，例如，因为频带限制器具有低通滤波器特性，所以发生输出信号相对于输入信号的相位延迟(响应延迟)。当相位延迟发生时，指针随着诸如指示设备的输入设备的移动在画面上移动，这对于用户很难使用。

此外，存在手移动的程度在用户快速移动指示设备的情况与用户慢慢移动指示设备的情况之间不同的情况。

鉴于如上所述事实，本发明的一个目的就是提供能够在手移动被输入至输入设备时校正输出信号并且使用户不会感觉到相位延迟的输入设备、控制设备、控制系统、控制方法及手持设备。

为了实现上述目的，根据本发明的实施方式，提供了一种控制指针在画面上的移动的输入设备，包括壳体、移动信号输出装置、衰减装置及控制装置。

移动信号输出装置检测壳体的移动并输出相应于壳体移动的信号。

衰减装置通过预定的比例系数来衰减在从移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围内的信号的输出值。

控制装置通过基于与壳体的移动相应的信号控制比例系数来控制指针在画面上的速度，该速度相应于壳体的移动。

例如，当“预定频率范围”被设置为相应于用户手移动的频率范围时，预定频率范围的信号的输出值变为用户手移动的程度(幅度和速度)。在这种情况下，通过基于在相应于壳体移动的信号中的手移动频率范围的信号的输出值来控制比例系数，根据手移动的程度可变地控制了比例系数。因此，能够实现不会使用户感到相位延迟的指针移动。

因此，即使当在壳体中发生包括手移动的振动时，用户也能够通过指针在画面上执行精确的指点操作。此外，因为根据输入设备的移动适当地控制了比例系数，所以用户能够操作输入设备而不会感到例如作为衰减装置的特性的相位延迟。

典型地，相应于手移动的频率范围约为1Hz到20Hz。

因为衰减装置衰减预定频率的信号的输出值，所以比例系数变为小于1的值。

例如，“相应于壳体移动的信号”为相应于壳体移动的速度值、加速度值、加速度时间变化率、角速度值、角加速度值、角加速度时间变化率等。

控制装置可以控制比例系数随着预定频率范围的信号的输出值的增大而减小，并且控制比例系数随着预定频率范围的信号的输出值的减小而增大。

对于每个用户而言，手移动的程度不同，因此，如果确定比例系数以使得引起很大手移动的用户的手移动能够被充分抑制，则引起很小手移动的一些用户会感觉到关于相位延迟的不适感。通过基于手移动的程度来控制比例系数随着手移动的增大而增大并且控制比例系数随着手移动的减小而减小，可以进行在可以忽略手移动的范围内将相位延迟最小化的设置。

移动信号输出装置可以输出相应于壳体移动的速度值和角速度值作为输出值，并且控制装置可以基于速度值或角速度值来控制比例系数。

相对较大的速度值表示用户处于将指针从画面上的某个位置移动至与其距离相对较远的不同位置的过程中。在这种情况下，与将画面上的指定位置作为操作目标的情况不同，手移动不是非常重要，重要的是对于相位延迟的跟随性能。另一方面，相对较小的速度值表示将画面上的指定图标作为操作目标的情况，因此，重要的是手移动的抑制，而不是跟随性能。由于速度与手移动容许量之间的这种相关性，所以通过监测速度值，改进了用户的操作感受。

通过控制装置控制比例系数意味着控制装置阶段式或连续式地切换比例系数。阶段式可以为两步，如是否使衰减装置发挥功能的两步切换，或者可以为三步以上。

“根据速度值”不仅是指比例系数与速度值之间的关系为线性的情况，而且还指所述关系为非线性的情况。

例如，可以通过对由加速度传感器所检测的加速度值进行积分来计算速度值。在这种情况下，如将在随后所描述，可以执行用于抑制重力加速度影响或积分误差影响的计算。

可选地，也可以基于分别通过加速度传感器和角速度传感器所检测的加速度值和角速度值来获取当用户操作时的输入设备的回转半径，并且通过回转半径来计算速度值。

典型地，关于速度值，输出在第一方向和与第一方向不同的第二方向上的速度值。这些速度值被转换成在画面上分别对应于这两个方向的两个方向上的指针速度。但是，关于速度值，可以仅输出在第一方向上的速度值。

输入设备还可以包括判定装置，用于判定速度值或角速度值是否等于或大于第一阈值，并且当速度值或角速度值等于或大于第一阈值时，控制装置可以实质上将比例系数设置为1。

关于发生手移动的等于或小于第一阈值的速度值范围，从接近于0的值至第二阈值范围的速度值(或角速度值)(下文中同样)表示将指定图标作为操作目标的情况，因此，手移动的抑制变得重要。但是，特别地，接近于0的速度值表示当用户开始从停止状态移动输入设备时的瞬间，或者当已经在移动的光标停止在图标上的瞬间。在这种情况下，用户会由于相位延迟而感觉不舒服，结果，可操作性降低。因此，由于在这个范围内随着速度值的增大比例系数逐渐减小，所以能够消除用户的不舒服的感受。

此外，在达到第二阈值后速度值的增大表示指针从画面上的某一位置移动至距其较远的另一位置的情况。在这种情况下，也可以认为相位延迟的消除应该比手移动的影响更加重要。因此，通过控制比例系数逐渐增大直至已超过第二阈值的速度值达到第一阈值为止，能够消除用户不舒服的感觉。

“逐渐”指的是“实质上连续地”、“阶段式地”或它们的组合。

输入设备还可以包括判定装置，用于判定速度值或角速度值是否等于或小于比第一阈值更小的第三阈值，并且当速度值或角速度值等于或小于第三阈值时，控制装置可以实质上将比例系数设置为1。

特别小的速度值(小于第三阈值)表示当用户已经几乎完全停止输入设备时的时刻、当用户从停止状态开始移动输入设备时的瞬间、或当输入设备1从移动状态被停止时的瞬间。在这种情况下，手移动的影响会比相位延迟更加重要。根据本发明，即使在开始输入设备的移动时，也能消除由于相位延迟所引起的不舒服感受。

应注意，本发明描述的是“第三阈值”，而不是“第一阈值”和“第二阈值”。“第一阈值”和“第二阈值”出现在上述的其他发明中，因此，为了在概念上区分，描述了“第三阈值”。对于下面所描述的发明的“第四阈值”和“第五阈值”也是同样。例如，尽管第二阈值和第三阈值通常为不同的值，但是也可以使用相同的值。

可选地，控制装置可以控制比例系数随着速度值或角速度值的增大而逐渐减小，直至速度值或角速度值达到大于第三阈值的第四阈值为止，并且控制比例系数随着速度值或角速度值的增大而逐渐增大，直至速度值或角速度值在达到第四阈值后达到第五阈值为止。

“第四阈值”和“第五阈值”在概念上与上述发明中的“第二阈值”和“第一阈值”相同(其值可以不同或相同)。

输入设备还可以包括：存储装置，用于存储控制装置关于与速度值或角速度值相应的比例系数的多个控制模式；以及切换装置，用于切换多个所存储的控制模式。

用户仅需要使用切换装置来切换控制模式。在这种情况下，仅需要为输入设备设置机械开关(例如，按钮开关或DIP开关)、光学开关、静电开关、压电开关等(下文中相同)。可选地，输入设备仅需要包括用于GUI的软件来作为切换装置。当输入设备包括用于GUI的软件时，GUI等的图像信息仅需要被发送至与输入设备通信的控制设备。可选地，切换装置可以根据画面上的GUI的模式来切换控制模式，而画面上该GUI的显示由控制装置来控制。

切换装置可以选择性在比例系数非恒定的第一控制模式与作为手动输入模式的比例系数恒定的第二控制模式之间进行切换。

移动信号输出装置可以附加输出相应于壳体移动的加速度值。在这种情况下，控制装置可以基于加速度值和速度值或角速度值来控制比例系数。

当输入设备的加速度很大时，可以认为用户尝试快速移动指针。因此，可以假设，如速度值很大的情况一样，用户处于将指针从画面上的某一位置移动至与其距离相对较远的不同位置的过程中。因此，在这种情况下，相对于相位延迟的跟随性能也比手移动的影响更加重要。换句话说，因为加速度值与手移动容许量具有像速度值与手移动容许量一样的相关性，所以通过监测加速度，改进了用户的操作感受。

移动信号输出装置可以包括：加速度传感器，用于检测壳体在第一方向上的加速度值；角速度传感器，用于检测关于与第一方向不同的第二方向上的轴的角速度值；以及速度值计算装置，用于基于加速度值和角速度值中的至少其中一个来计算在第一方向上的速度值。

移动信号输出装置可以输出与壳体在第一方向上的移动相应的第一速度值和壳体在与不同于第一方向的第二方向上的移动相应的第二速度值，作为输出值。在这种情况下，衰减装置通过分别相应于第一方向和第二方向的预定的第一比例系数和第二比例系数衰减在输出值中预定频率范围的信号的输出值。此外，控制装置基于第一速度值和第二速度值来控制第一比例系数和第二比例系数。

控制装置可以基于第一速度值和第二速度值的组合值以及第一速度值的绝对值和第二速度值的绝对值中的较大一个的其中任一个来控制第一比例系数和第二比例系数。“组合值”通常为矢量合成值。

可选地，移动信号输出装置可以输出与壳体关于与第一方向不同的第二方向上的轴的移动相应的第一角速度值和与壳体关于第一方向上的轴的移动相应的第二角速度值，作为输出值。在这种情况下，衰减装置通过预定的第一比例系数和第二比例系数(分别与关于第一方向上的轴的方向相关以及与关于第二方向上的轴的方向相关)来衰减在输出值中预定频率范围的信号的输出值。此外，控制装置根据第一角速度值和第二角速度值来控制第一比例系数和第二比例系数。

控制装置可以基于第一角速度值与第二角速度值的组合值和第一角速度值的绝对值与第二角速度值的绝对值中较大一个中的任一个来控制第一比例系数和第二比例系数。

输入设备还可以包括：速度值存储装置，能够存储时间上连续的预定数目的多个速度值；以及符号判定装置，用于判定预定数目的多个所存储的速度值的符号是否相同。在这种情况下，控制装置控制比例系数，使得当已取样的预定数目的速度值的符号相同时，衰减装置的功能被停止或弱化。当预定数目的多个速度值的符号相同时，在此期间内，速度方向不变。因此，在这种情况下，可以认为用户正处于将指针从画面上的某一位置移动至与其距离相对较远的不同位置的过程中。如果衰减装置在这种情况下发挥其功能，则用户会由于相位延迟而感觉不舒服。因此，仅需要将速度值的衰减功能停止或弱化。“速度值”可以被替换为“角速度值”。

根据本发明的实施方式，提供了一种控制设备，其根据从输入设备所发送的输入信息来控制画面上指针的移动，所述输入设备包括：壳体；移动信号输出装置，用于检测壳体的移动，并输出相应于壳体移动的信号；以及发送装置，用于发送输出信号作为输入信息，所述控制设备包括接收装置、衰减装置、控制装置以及坐标信息生成装置。

接收装置接收输入信息。

衰减装置通过预定的比例系数衰减在作为所接收的输入信息的信号的输出值中预定频率范围的信号的输出值。

控制装置基于相应于壳体移动的信号来控制比例系数。

坐标信息生成装置在控制装置的控制下生成指针在画面上的坐标信息，该坐标信息相应于壳体的移动。

根据本发明的实施方式，提供了一种控制指针在画面上的移动的控制系统，包括：输入设备，其包括壳体、衰减装置、控制装置以及发送装置；以及控制设备，包括接收装置和坐标信息生成装置。

特别地，控制装置生成输入信息，用于通过基于与壳体的移动相应的信号控制比例系数来控制指针在画面上的速度，所述速度相应于壳体的移动。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种控制系统，包括：输入设备，包括壳体、移动信号输出装置以及发送装置；以及控制设备，包括接收装置、衰减装置、控制装置以及坐标信息生成装置。

特别地，控制装置基于相应于壳体移动的信号来控制比例系数。

根据本发明的实施方式，提供了一种控制方法，包括检测输入设备的壳体移动。

输出与通过检测所获得的壳体移动相应的信号。

通过预定的比例系数，衰减已输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值。

基于相应于壳体移动的信号来控制比例系数。

基于比例系数的控制而生成指针在画面上的坐标信息，该坐标信息相应于壳体的移动。

根据本发明的实施方式，提供了一种手持设备，包括壳体、显示部、移动信号输出装置、衰减装置及控制装置。

移动信号输出装置检测壳体的移动并输出相应于壳体移动的信号。

衰减装置通过预定的比例系数来衰减在从移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值。

控制装置生成输入信息，用于通过基于与壳体的移动相应的信号控制比例系数来控制指针在显示部的画面上的速度，该速度相应于壳体的移动。

根据本发明另一个实施方式，提供一种输入设备，包括壳体、移动信号输出装置、衰减装置、存储装置及切换装置。

移动信号输出装置检测壳体的移动，并输出相应于壳体移动的信号，用于在画面上移动指针。

衰减装置衰减在从移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值。

存储装置存储用于控制衰减装置的比例系数的多个控制模式。

切换装置切换多个控制模式。

在本发明中，用户仅需要使用切换装置切换比例系数的控制模式。在这种情况下，仅需要为输入设备设置机械开关(例如，按钮开关或DIP开关)、光学开关、静电开关、压电开关等来作为切换装置。可选地，根据通过输入设备的切换装置对比例系数的控制模式的切换，切换信息可以被发送至包括用于GUI的软件的控制设备。此外，已接收到切换信息的控制设备也可以切换画面上的GUI的模式。

可选地，作为另一个发明，控制设备可以包括衰减装置、存储装置及切换装置中的至少其中一个。在这种情况下，例如，控制设备接收输入信息作为从输入设备的移动信号输出装置所输出的输出值，并且使衰减装置衰减预定频率范围的信号的输出值。由此，由用户来切换比例系数的控制模式。切换装置的实例包括设置至控制设备的机械开关和在控制设备中所存储的GUI。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种手持设备，包括壳体、移动信号输出装置、衰减装置、存储装置及切换装置。

移动信号输出装置检测壳体的移动，并输出相应于壳体移动的信号，用于在显示部的画面上移动指针。

衰减装置衰减在从移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值。

存储装置存储用于控制衰减装置的比例系数的多个控制模式。

切换装置切换多个控制模式。

当手持设备包括用于GUI的软件时，可以根据控制模式的切换来切换画面上的GUI。相反，利用GUI作为切换装置，也可以根据画面上GUI的切换来切换控制模式。

如上所述，根据本发明，当手移动被输入至输入设备时，能够校正输出值，并且能够防止用户感觉到相位延迟。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方式的控制系统的示图；

图2是示出了输入设备的透视图；

图3是示出了输入设备的内部结构的示意图；

图4是示出了输入设备的电结构的框图；

图5是示出了在显示装置上所显示的画面的实例的示图；

图6是示出了当用户握持住输入设备的状态的示图；

图7是示出了移动输入设备的方式以及由此指针在画面上移动的方式的典型实例的说明图；

图8是示出了传感器单元的透视图；

图9是示出了用于实现抑制由用户手移动所引起的输入设备的壳体振动而导致的指针移动的功能的输入设备的结构的框图；

图10是示出了根据本发明实施方式的控制系统的操作的流程图；

图11是示出了在手移动的频率范围内的典型频率下的滤波器特性(速度分布)的实例的曲线图；

图12是示出了分别相应于图11中所示的校正前速度值a～d的滤波器频率特性的曲线图；

图13是示出了图11中所示的速度分布的其他实施方式的曲线图；

图14是示出了根据与图10所示的操作不同的实施方式的控制系统的操作的流程图；

图15是示出了作为在图14中所示的实施方式中所使用的滤波器特性的速度分布的曲线图；

图16是示出了分别相应于图15B中所示的速度分布a～e的比例系数的频率特性的曲线图；

图17是示出了根据本发明又一个实施方式的控制系统的操作的流程图；

图18是示出了根据在图10、图14及图17中所示的步骤103、203及303中的速度值的计算方法的实施方式的操作的流程图；

图19是用于示出在图18中的速度值的计算方法的基本思想的示图；

图20是用于示出对于加速度传感器单元的重力作用的示图；

图21是用于示出对于加速度传感器单元的重力作用的其他示图；

图22是示出了根据图18中所示的回转半径的计算方法的另一实施方式的操作的流程图；

图23是示出了在控制设备执行主操作的情况下相应于图10的控制系统的操作的流程图；

图24是示出了比例系数的不同频率特性的曲线图；

图25是示出了作为根据又一个实施方式的滤波器特性的速度分布的曲线图；

图26是示出了作为输入设备的另一实施方式的适于输入文字等的笔型输入设备的示图；以及

图27是示出了本发明的发明人使用通用文字输入软件输入至计算机的日文字符被显示在画面上的情况下的实例的示图。

符号说明

1、91输入设备

2指针

3画面

4图标

10、90壳体

15角速度传感器单元

16加速度传感器单元

17传感器单元

18主基板

19输入设备的MPU

21收发器

26存储器

27滤波器

28控制部

29速度计算部

35控制设备的MPU

37ROM

38收发器

100控制系统

151第一角速度传感器

151第一角速度传感器

152第二角速度传感器

161第一加速度传感器

162第二加速度传感器

具体实施方式

下文中，将参照附图来描述本发明的实施方式。

图1是示出了根据本发明实施方式的控制系统的示图。控制系统100包括显示设备5、控制设备40及输入设备1。

图2是示出了输入设备1的透视图。输入设备1具有用户能够握持的尺寸。例如，输入设备1包括壳体10、以及包括滚轮按钮(wheel button)13、设置在壳体10的上部的两个按钮11和12等的操作部。例如，设置在更接近于壳体10上部中心的按钮11用作PC的输入设备鼠标的左键，并且邻近于按钮11的按钮12用作鼠标的右键。

例如，通过在按下按钮11的同时移动输入设备1可以执行“拖放”操作，通过双击按钮11可以打开文件，并且通过滚轮按钮13可以卷动画面3。可以任意改变按钮11和12以及滚轮按钮13的位置、所发布命令的内容等。

图3是示出了输入设备1的内部结构的示意图。图4是示出了输入设备1的电结构的框图。

输入设备1包括传感器单元17、控制单元30以及电池14。

图8示出了传感器单元17的透视图。传感器单元17包括加速度传感器单元16，用于检测在诸如沿着两个正交轴(X轴和Y轴)的不同角度上的加速度。具体地，加速度传感器单元16包括两个传感器，即，第一加速度传感器161和第二加速度传感器162。传感器单元17还包括角速度传感器单元15，用于检测关于两个正交轴的角加速度。具体地，角速度传感器单元15包括两个传感器，即，第一角速度传感器151和第二角速度传感器152。加速度传感器单元16和角速度传感器单元15被封装并安装在电路板25上。

作为第一角速度传感器151和第二角速度传感器152的每一个，可以使用用于检测与角速度成比例的科里奥利力的振动陀螺传感器。作为第一加速度传感器161和第二加速度传感器162的每一个，可以使用诸如压敏传感器、压电传感器或电容传感器的任意的传感器。

在图2和图3的描述中，为了方便，壳体10的纵向方向被称作Z′方向，壳体10的厚度方向被称作X′方向，并且壳体10的宽度方向被称作Y′方向。在这种情况下，传感器单元17被整合到壳体10中，使得其上安装了加速度传感器单元16和角速度传感器单元15的电路板25的表面变得基本上与X′-Y′面平行。如上所述，传感器单元16和15每一个都检测关于两个轴(即，X轴和Y轴)的物理量。包括X′轴和Y′轴的平面为加速度检测面，即，基本上平行于电路板25的主表面的平面。

在下面的描述中，使用X′轴、Y′轴及Z′轴来表示随着输入装置1而移动的坐标系，即，被固定至输入装置1的坐标系，然而，使用X轴、Y轴及Z轴来表示地球上静止的坐标系，即，惯性坐标系。此外，在下面的描述中，关于输入设备1的移动，关于X′轴的旋转方向往往被称作俯仰方向，关于Y′轴的旋转方向往往被称作偏转方向，而关于Z′轴(滚转轴)方向的旋转方向往往被称作滚转方向。

控制单元30包括主基板18、安装在主基板18上的MPU 19(微处理单元)(或CPU)、晶体振荡器20、收发器21及印刷在主基板18上的天线22。

MPU 19包括其所需的内置的易失性或非易失性存储器。MPU19被输入有来自传感器单元17的检测信号、来自操作部的操作信号等，并且执行各种运算处理，以响应于这些输入信号生成预定的控制信号。

收发器21通过天线22将在MPU 19中所生成的控制信号(输入信息)作为RF无线电信号发送至控制设备40。收发器21也能够接收从控制设备40所发送的各种信号。

晶体振荡器20生成时钟并将它们提供至MPU 19。作为电池14，可以使用干电池、可充电电池等。

控制设备40为计算机，并且包括MPU 35(或CPU)、显示控制部42、RAM 36、ROM 37、视频RAM 41、天线39及收发器38。

收发器38通过天线39接收从输入设备1所发送的控制信号。收发器38也能够将各种信号发送至输入设备1。MPU 35分析控制信号，并且执行各种类型的运算处理。显示控制部42主要在MPU35的控制下生成要显示在显示设备5的画面3上的画面数据。作为显示控制部42的工作区的视频RAM 41临时存储所生成的画面数据。

控制设备40可以是输入设备1专用的设备，或者可以是PC等。控制设备40不限于PC，也可以是与显示设备5、视听设备、投影仪、游戏设备、车载导航系统等一体化形成的计算机。

显示设备5的实例包括液晶显示器和EL(电致发光)显示器，但不限于此。可选地，显示设备5可以是与显示器一体化形成的设备，并且能够接收电视广播等。

图5是示出了在显示设备5上所显示的画面3的实例的示图。在画面3上显示诸如图标4和指针2的UI。图标为在画面3上表示计算机的程序的功能、执行命令、文件内容等的图像。应注意，在画面3上，水平方向被称作X轴方向，垂直方向被称作Y轴方向。

图6示出了用户握持输入设备1的状态的示图。如图6所示，例如，输入设备1除了包括按钮11、12及13之外，还可以包括具有诸如电源开关以及设置在遥控器上用于操作电视等的那些各种操作按钮的操作部。当用户如图所示在握持输入设备1的同时在空气中移动输入设备1或操作操作部时，其输入信息被输出至控制设备40，并且控制设备40控制指针。

接下来，将给出移动输入设备1的方式以及由此指针2在画面3上移动的方式的典型实例的描述。图7为其说明图。

如图7A和图7B所示，用户握持输入设备1从而将输入设备1的按钮11和12侧指向显示装置5侧。用户像握手一样握持输入设备1，使得大拇指位于上侧，小手指位于下侧。在这种状态下，传感器单元17的电路板25(见图8)接近于与显示装置5的画面3平行，并且作为传感器单元17的检测轴的两个轴分别对应于画面3上的水平轴(X轴)和垂直轴(Y轴)。下文中，如图7A和7B中所示的输入设备1的位置将被称作基准位置。

如图7A所示，在基准位置处，用户在垂直方向上移动手腕或手臂，或在俯仰方向上摆动。此时，第二加速度传感器162检测俯仰方向上的加速度，并且第一角速度传感器151检测关于X′轴的角速度。基于这些检测值，控制设备40控制指针2的显示，从而在Y轴方向上移动指针2。

同时，如图7B所示，在基准位置处，用户在水平方向上移动手腕或手臂或使其在偏转方向上摆动。此时，第一加速度传感器161检测在偏转方向上的加速度(第一加速度)，并且第二角速度传感器152检测关于Y′轴的角速度。基于这些检测值，控制设备40控制指针2的显示，从而在X轴方向上移动指针2。

尽管将在随后被描述，但是在一个实施方式中，输入设备1的MPU 19根据在内置非易失性存储器中所存储的程序、基于通过传感器17所检测的检测值来计算在偏转和俯仰方向上的速度值。在这种情况下，输入设备1的MPU 19主要用作移动信号输出装置。此处，为了控制指针2的移动，例如，使用通过加速度传感器单元16所检测的二轴加速度值的积分值(速度)的量纲。随后，速度量纲的输入信息被发送至控制设备40。

在另一个实施方式中，输入设备1将通过传感器单元17所检测到的物理量发送至控制设备40，作为输入信息。在这种情况下，控制设备40的MPU 35根据在ROM 37中所存储的程序、基于所接收的输入信息来计算在偏转和俯仰方向上的速度值，并且控制显示，使得指针2根据速度值移动(见图23)。

控制设备40将每单位时间在X轴方向或偏转方向上的位移转换成指针2在画面3上在X轴上的位移量，并且将每单位时间在Y轴方向或俯仰方向上的位移转换成指针2在画面3上在Y轴上的位移量，从而移动指针2。典型地，关于每预定数目的时钟所提供的速度值，控制设备40的MPU 19将已提供的第n个速度值与已提供的第(n-1)个速度值相加。因此，已提供的第n个速度值对应于指针2的位移量，并且生成指针2在画面3上的坐标信息。在这种情况下，控制设备40的MPU 19主要用作坐标信息生成装置。

为了抑制与由用户手移动所引起的输入设备1的壳体10的振动相对应的指针的移动，此实施方式的控制系统100包括通过预定比例系数来衰减在如上所述所计算的速度的输出值中预定频率范围的信号的输出值的功能。输入设备1通常具有该功能。

图9是示出了用于实现该项功能的输入设备1的结构的框图。输入设备1包括速度计算部29、滤波器27、控制部28及存储器26。

速度计算部29基于从传感器17所输出的物理量(例如从加速度传感器单元16所输出的X′和Y′轴方向的加速度值)来计算壳体10在X′和Y′轴方向上的速度值。

滤波器27通过预定的比例系数衰减在通过速度计算部29所计算的速度值中预定频率范围的信号的速度值。预定频率范围为相应于手移动的频率范围。频率范围典型为1Hz到20Hz，但不限于此。下文中，预定频率将被称作手移动频率。滤波器27由数字滤波器构成。

控制部28控制速度计算部29和滤波器27的数据处理。存储器26为用于通过控制部28进行处理的存储区。

例如，速度计算部29、滤波器27、控制部28及存储器26都是作为MPU 19的功能。可以通过DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)等实现这些功能。存储器26可以被整合到MPU中，或者可以独立设置。存储器26为RAM或ROM。

接下来，将描述如上所述所构成的控制系统的操作。图10是示出了操作的流程图。

输入设备1的电源被接通。例如，用户接通设置到输入设备1或控制设备40上的电源开关等，从而接通输入设备1的电源。当接通电源时，MPU 19每隔预定时钟获得从角速度传感器单元15所输出的二轴角速度信号(第二角速度值ω_x和第一角速度值ω_y)(步骤101)。MPU 19也每隔预定时钟获得从加速度传感器单元16所输出的二轴加速度信号(第一加速度值a_x和第二加速度值a_y)。加速度信号为与输入设备1在电源接通的时间点的位置相对应的信号(下文中，被称作初始位置)。尽管如图10所示在获得了角速度信号之后获得加速度信号，但是，MPU 19通常同步执行步骤101和102。可选地，可以在获得加速度信号之后获得角速度信号。获得角速度信号和加速度信号的顺序没有限制，这在图14、17、18、22及23中也同样。

存在初始位置为基准位置的情况。但是，在X轴方向上检测到重力加速度的全部量的位置(即，第一加速度传感器161的输出为相应于重力加速度的加速度值并且第二加速度传感器162的输出为0的位置)也是可以的。另外，输入设备1可以在滚转方向上倾斜。该实施方式的控制系统100通过将在随后描述的图18～图22中所示的方法来消除作用在加速度传感器单元16上的重力加速度的影响。

速度计算部29通过基于加速度值(a_x，a_y)的积分运算来计算速度值(V_x，V_y)(步骤103)。后面将详细描述速度计算部29的速度值计算。

所计算出的速度值(V_x，V_y)被输入至滤波器27。图11是示出了在手移动频率范围内的典型频率(例如，15Hz)下的滤波器27的特性(下文中，被称作速度分布)的实例的曲线图。图中的横坐标轴表示在通过滤波器27的校正前输入设备1的速度值(下文中，被称作校正前速度值)，并且纵坐标轴表示通过滤波器27的校正后输入设备1的速度值(下文中，被称作校正后速度值)。速度值具有8比特(±128)的绝对值。

图中的虚线表示滤波器27的比例系数为1的状态，即，滤波器27的衰减功能不起作用的状态。下文中，当实际应用小于1的比例系数时所获得的线将被称作校正线A。具有通过虚线所表示的值作为分母，并具有通过校正线A所表示的值作为分子的值成为比例系数。

为校正前速度值设置第一阈值(第五阈值)Th1、第二阈值(第四阈值)Th2以及第三阈值Th3。在这个实例中，

约为90～95的校正前速度值被设置为第一阈值Th1(下文中，被简称为Th1)，

约为70的校正前速度值被设置为第二阈值Th2(下文中，被简称为Th2)，并且

约为1～3的校正前速度值被设置为第三阈值Th3(下文中，被简称为Th3)。阈值Th1～Th3能够进行适当地改变。

此外，在这个实例中的滤波器27的比例系数被设置如下。

当校正前速度值为0到Th3以及Th1以上时，比例系数被设置为1。换句话说，在这些范围内，校正前速度值和校正后速度值相同。

从Th3至Th2，比例系数被设置为随着校正前速度值的增大而逐渐减小。

从Th2至Th1，比例系数被设置为随着校正前速度值的增大而逐渐增大。

图12A～图12D是示出了分别对应于图11中所示的校正前速度值a～d的滤波器27的频率特性的实例的示图。从图12A～图12D中可以看出，比例系数被设置为随着校正前速度值的增大而减小。由于如上所述的比例系数的频率特性，因此图11中所示的图为在某个典型频率(相同频率)下的速度分布。因此，设置了对于每个频率不同的速度分布的校正线A(例如，具有相同阈值Th1、Th2等但具有不同比例系数的校正线)。

因此，控制部28基于输入设备1的速度值来控制滤波器27的比例系数。通过适当地设置在设计滤波器时通过移动平均所获得的取样周期、阶数(tap count)、速度值的比例系数值等来设置滤波器的比例系数的频率特性。

返回图10，在步骤103后，MPU 19判定速度值(V_x，V_y)的绝对值(|V_x|，|V_y|)是否小于等于Th1或大于等于Th3(步骤104)。在步骤104中，MPU 19仅需要独立判断|V_x|和|V_y|的每一个是否小于等于Th1。

但是，本发明不限于此，可以进行速度值(|V_x|，|V_y|)的组合矢量值([V_x ²+V_y ²]^1/2)是否小于等于Th1或大于等于Th3的判定。可选地，|V_x|和|V_y|中较大的一个可以被设置为速度值的代表值，并且进行代表值是否小于等于Th1或大于等于Th3的判定。因此，MPU 19的功率消耗以及计算量能够被减少。

当步骤104的条件不被满足时，MPU 19的控制部28通过图11中所示的速度分布输出比例系数被设置为1的速度值。换句话说，MPU 19将从速度计算部29所输出的速度值(V_x，V_y)设置为(V_x′，V_y′)(步骤105)，并且将速度值(V_x′，V_y′)经由收发器21发送至控制设备40(步骤106)。

控制设备40的MPU 35经由收发器38接收速度值(V_x′，V_y′)作为输入信息(步骤109)。MPU 35如下面方程式(5)和(6)所示生成相应于速度值V_x和V_y的指针2的坐标值X和Y(步骤110)，并且控制显示，使得指针2在画面3上移动(步骤111)。

X(t)＝X(t-1)+V_x′...(1)

Y(t)＝Y(t-1)+V_y′...(2)

另一方面，当步骤104的条件满足时，控制部28如图11所示设置滤波器27的比例系数，这些比例系数相应于从速度计算部29所输出的速度值的绝对值(|V_x|，|V_y|)(步骤106)。滤波器27通过所设置的比例系数来衰减绝对值(|V_x|，|V_y|)并输出(V_x′，V_y′)(步骤107)，并且MPU 19将这些值发送至控制设备40(步骤108)。

在此实施方式中，例如，通过基于与壳体10的移动相对应的信号如此控制比例系数，来根据手移动的程度(幅度和速度)可变地控制比例系数。因此，能够实现不会使用户感觉到相位延迟的指针移动。

手移动的程度对于每个用户是不同的，因此，如果确定比例系数使得引起较大手移动的用户的手移动能够被充分抑制，则引起很小手移动的某些用户会感觉到关于相位延迟的不适感。通过基于手移动的程度来控制比例系数随着手移动的增大而减小以及控制比例系数随着手移动的减小而增大，用于在手移动变得可忽略的范围内将相位延迟最小化的设置变为了可能。

具体地，例如，因为滤波器27根据作为与壳体10的移动相对应的信号的速度值动态地衰减手移动频率范围的速度值，所以即使当在壳体10中发生包括手移动的振动时，用户也仍然能够通过画面3上的指针2执行精确的指点操作。

相对较大的速度值表示用户处于正在将指针2从画面3上的某个位置移动至与其距离相对较远的不同位置的过程中。在这种情况下，与将画面3上的指定位置作为目标的操作的情况不同，手移动不再那么重要，而重要的是关于相位延迟的跟随性能。另一方面，例如，相对较小的速度值表示将画面上的指定图标4作为目标的操作的情况，因此，手移动的抑制比跟随性能更加重要。由于速度和手移动容许量的这种相关性，所以通过监控速度值，能够改进用户的操作感。

具体地，在速度值大于Th1的情况下(意味着用户处于正在将指针2从画面3上的某个位置移动至与其距离相对较远的不同位置的过程中)，如果滤波器27发挥其功能，则用户会感觉到由于相位延迟所引起的不舒服感觉。因此，比例系数被设置为1，使得用户不会感觉到相位延迟。

此外，小于Th3的速度值(即，特别小的速度值)表示用户已经几乎完全停止了输入设备1的时刻、当用户从停止状态开始移动输入设备1时的瞬间、或当输入设备1从移动状态被停止时的瞬间。因此，在这种情况下，为了防止相位延迟，比例系数也被设置为1。这是因为，特别是在当用户从停止状态开始移动输入设备1时的瞬间，由于相位延迟，用户会感觉不舒服。

此外，控制部28控制比例系数，使得如图11所示，比例系数逐渐减小，直到已经超过Th3的速度值达到Th2为止，并且比例系数逐渐增大，直到已经超过Th2的速度值达到Th1为止。可以认为，在发生手移动的Th1以下的速度范围内，直至已经超过Th3的速度值达到Th2为止，手移动量随着速度值的增大而增加。因此，通过在这个范围内控制比例系数随着速度值的增大而逐渐减小，能够消除用户的不舒服感觉。也可以认为，在达到Th2后，手移动量随着速度值的增大而变小。因此，通过控制比例系数逐渐增大直到已经超过Th2的速度值达到Th1为止，能够消除用户操作的不舒服感觉。

图13A～图13D是示出了图11中所示的速度分布的其他实施方式的示图。

图13A示出了设置了Th2和Th1而没有设置Th3的实例。图13B示出了设置了Th1而没有设置Th3和Th2的实例。图13C示出了设置了Th3和Th1而没有设置Th2的实例。在这些情况下，如图13中所描述的，图13A～图13C的滤波器27也包括对于每个频率不同的速度分布。

可选地，尽管未示出，但是可以设置包括通过连接4个以上阈值所获得的校正线的速度分布。

图14是示出了根据与图10所示的操作的实施方式不同的实施方式的控制系统的操作的流程图。

步骤201～步骤203的处理与图10中所示的步骤101～步骤103相同。

在步骤204中，MPU 19对在步骤203中所获得的速度值(V_x，V_y)进行微分，从而输出在X′和Y′轴方向上的加速度值(a_xi，a_yi)。

步骤205～步骤207的处理与步骤104～步骤106相同。

图15A是示出了作为在此实施方式中所使用的滤波器27的特性的速度分布的示图。这个图也为在手移动频率范围内的典型频率(例如，10Hz)的分布。在滤波器27中，分布为根据加速度值(a_xi，a_yi)的绝对值(|a_xi|，|a_yi|)的变量。比例系数随着加速度值的增大而增加(接近于1)，并且比例系数随着加速度值的减小而减小。

可选地，滤波器27的速度分布可以为如图15B所示的曲线图。在图15B中，与图15A相比，比例系数从校正前速度值0至Th2减小的比率以及比例系数从Th2至Th3增加的比率都降低了。

图16A～图16E是示出了分别相应于图15B中所示的速度分布a～e的比例系数频率特性的曲线图。

让我们返回关于图14的描述。在步骤208中，MPU 19的控制部28根据所计算出的加速度值的绝对值(|a_xj|，|a_yi|)(即，使用图15A或图15B的速度分布)来动态控制滤波器27的比例系数。典型地，关于加速度值执行连续的比例系数控制。换句话说，通过基于加速度值的预定操作来控制比例系数。

但是，与每个加速度值(或加速度值的预定范围)相对应的速度分布的信息也可以被预先存储在存储器26等中，并且MPU 19根据加速度值动态读出所述信息。在这种情况下，速度分布的数目仅需要为2个以上。

步骤209～步骤213的处理与步骤107～步骤111相同。

如上所述，因为在图14所示的操作中基于速度值和加速度值二者来控制比例系数，所以改进了用户的操作感。可以认为，手移动量随着加速度值的增大而变小。换句话说，由于加速度值与手移动量之间的相关性，能够通过监控加速度值来改进用户的操作感。

图17示出了根据又一个实施方式的控制系统的操作的流程图。

步骤301～步骤304的处理与图14中所示的步骤201～步骤204相同。

在步骤305中，MPU 19在存储器26中存储在步骤303中所计算的预定数目的在时间上连续的速度值(取样速度值)(V_x，V_y)(步骤305)。适当地设置存储在存储器26中的速度值的取样数。在这种情况下，尽管没有限制，但是通常将环形缓冲器或FIFO(先入先出法)用于存储器26。

MPU 19判定所存储的预定数目的取样速度值的符号是否全部相同(符号判定装置)(步骤306)。当符号全部相同时，MPU 19前进至步骤308。步骤308及步骤312～步骤315的处理与图10中所示的步骤105及步骤108～步骤111相同。换句话说，当取样速度值的符号全部相同时，在多个速度值的取样期间内，速度方向没有改变。因此，在这种情况下，可以认为，用户处于正在将指针从画面上的某个位置移动至与其距离相对较远的不同位置的过程中。如果滤波器27在这种情况下发挥其功能，则用户会由于相位延迟而感觉不舒服。因此，仅需要将衰减速度值的功能停止或减弱。

在存储器26中所存储的预定数目的取样速度值中存在一个以上具有不同符号的取样速度值的情况下，MPU 19前进至步骤307及随后步骤的处理。步骤307及步骤309～步骤311的处理与图14中所示的步骤205及步骤207～步骤209相同。换句话说，可以认为，当存储了一个以上具有不同符号的取样速度值时，在多个速度值的取样期间内，速度方向已经改变，意味着手移动已经发生。因此，通过执行步骤307及随后的步骤的处理，能够消除手移动的影响。

在图17中所示的操作中，如图14中所示的操作一样，已在步骤304中计算了加速度值(a_xi，a_yi)，并且已在步骤310中根据其绝对值(|a_xi|，|a_yj|)控制了比例系数。但是，图17中所示的操作可以为如图10中所示的操作一样的没有计算加速度值的操作，即，没有步骤304和步骤308的处理。

接下来，将描述分别在图10、图14及图17中示出的步骤103、步骤203及步骤303中的速度值(V_x，V_y)的计算方法。图18示出了输入设备1的操作的流程图。图19是用于图解说明速度值计算方法的基本思想的示图。

图19是用户通过例如在水平方向(偏转方向)上摆动输入设备1来对其进行操作的俯视图。如图19所示，当用户自然地操作输入设备1时，通过使用手腕(或手)转动、肘部弯曲及从手臂根部的旋转中的至少其中一个来进行操作。因此，在输入设备1的移动与手腕(或手)、肘部及手臂根部的旋转之间的对比示出了存在下面1和2的关系。

1、输入设备1关于Y′轴的角速度值ω_y为通过肩部的旋转所获得的角速度、通过肘部弯曲所获得的角速度、通过手(或手腕)的转动所获得的角速度等的组合值。

2、输入设备1在偏转方向上的速度值V_x为通过将肩部、肘部、手等的角速度值分别乘以肩部与输入设备1之间的距离、肘部与输入设备1之间的距离、手与输入设备1之间的距离等所获得的值的组合值。

此处，关于在很短时间内输入设备1的旋转移动，可以认为输入设备1是关于与Y′轴平行的中心轴旋转，该中心轴的位置随时间而改变。假设位置随时间而改变的中心轴与输入设备1之间的距离为关于Y′轴的回转半径R_y(t)，则能够通过下面的方程式(3)来表示输入设备1的速度值V_x与角速度值ω_y之间的关系。换句话说，在偏转方向上的速度值V_x变为通过将关于Y′轴的角速度值ω_y乘以中心轴与输入设备1之间的距离R_y(t)所获得的值。

V_x＝R_y(t)*ω_y...(3)

如方程式(3)所示，输入设备1的速度值与角速度值之间的关系为正比关系，即，具有以R(t)作为比例常数的相关性。

修改上面的方程式(3)，从而获得方程式(4)。

R_y(t)＝V_x/ω_y...(4)

方程式(4)的右侧为速度量纲。即使当对方程式(4)的右侧所表示的速度值与角速度值进行微分从而获得加速度或加速度时间变化率的量纲时，也不会失去相关性。类似地，即使当对速度值和角速度值进行积分从而获得位移量纲时，也不会失去相关性。

因此，利用在方程式(4)的右侧所表示的速度和角速度作为加速度和加速度时间变化率的量纲，可获得下面的方程式(5)、(6)及(7)。

R_y(t)＝x/θ_y...(5)

R_y(t)＝a_x/Δω_y...(6)

R_y(t)＝Δa_x/Δ(Δω_y)...(7)

例如，注意上面的方程式(4)、(5)、(6)及(7)中的方程式(6)，可以看出，如果已知加速度值a_x和角速度值Δω_y，则能够获得回转半径R_y(t)。

如上所述，第一加速度传感器161检测在偏转方向上的加速度值a_x，并且第一角速度传感器151检测关于Y′轴的角速度值ω_y。因此，如果对关于Y′轴的角速度值ω_y进行微分并且由此计算出关于Y′轴的角加速度值Δω_y，则可以获得关于Y′轴的回转半径R_y(t)。

如果关于Y′轴的回转半径R_y(t)已知，则通过将回转半径R_y(t)乘以通过第一角速度传感器151所检测的关于Y′轴的角速度值ω_y能够获得在X′方向上的输入设备1的速度值V_x(见方程式(3))。具体地，用户自身的旋转操作量被转换成在X′轴方向上的线速度值，从而获得了与用户直觉匹配的速度值。

这种速度值计算方法也能被应用于用户通过在垂直方向(俯仰方向)上摆动输入设备1来对它进行操作的情况。

将参照图18来描述使用方程式(7)的实例。参照图18，输入设备1的MPU 19使用微分滤波器等对所获得的加速度值(a_x，a_y)执行微分操作。因此，计算了加速度时间变化率(Δa_x，Δa_y)(步骤401)。类似地，MPU 19对所获得的角加速度值(ω_x，ω_y)执行二阶微分操作，从而计算角加速度时间变化率(Δ(Δ_x))，Δ(Δω_y))(步骤402)。

当计算角速度时间变化率时，MPU 19判定关于Y轴的角加速度时间变化率的绝对值|Δ(Δω_y)|是否超过阈值th-1。当上面的|Δ(Δω_y)|超过阈值th-1时，MPU 19通过将在X轴方向上的加速度时间变化率Δa_x除以关于Y轴的角速度时间变化率Δ(Δω_y)来计算关于Y轴的回转半径R_y(t)(步骤404)。换句话说，计算在X轴方向上的加速度时间变化率Δa_x与关于Y轴的角速度时间变化率Δ(Δω_y)的比率作为回转半径R_y(t)(方程式(7))。可以适当地设置|Δ(Δω_y)|的阈值th-1。

例如，回转半径R_y(t)的信号通过低通滤波器(步骤405)。已经通过低通滤波器去除了高频范围噪声的回转半径R_y(t)的信息被存储在存储器中(步骤406)。存储器每隔预定时钟更新回转半径R_y(t)的信号并存储它。

通过将回转半径R_y(t)乘以关于Y轴的角速度值ω_y，输入设备1的MPU 19计算在X轴方向上的速度值V_x(步骤408)。

另一方面，当上面的|Δ(Δω_y)|小于等于阈值th-1时，MPU 19读出在存储器中所存储的回转半径R_y(t)(步骤407)。通过将所读出的回转半径R_y(t)乘以关于Y轴的角速度值ω_y，计算在X轴方向上的速度值V_x(步骤408)。

执行步骤401～步骤408的处理存在下面两个原因。

一个是为了获得上面方程式(7)的回转半径R_y(t)，从而获得与用户直觉匹配的线速度。

第二个是为了去除如上所述的重力的影响。如上所述，例如，当输入设备1从其基准位置在滚转方向或俯仰方向上倾斜时，由于重力影响，与输入设备1实际移动不同的检测信号会被不经意地输出。例如，当初始位置如上所述在滚转方向上被倾斜时，重力加速度分量值被从加速度传感器单元16的加速度传感器161和162中输出。因此，当没有去除重力加速度分量值的影响时，指针2的移动变为与用户的感觉不匹配的移动。

将以更简单易懂的方式来描述这种情况。图20和图21示出了其说明图。图20是示出了从Z方向所见的输入设备1的示图。图21示出了从X方向所见的输入设备1的示图。

在图20A中，输入设备1处于基准位置并保持静止。此时，第一加速度传感器161的输出基本上为0，并且第二加速度传感器162的输出为相应于重力加速度G的输出。但是，例如，如图20B所示，在输入设备1在滚转方向上倾斜的状态下，第一和第二加速度传感器161和162分别检测到重力加速度G的倾斜分量的加速度值。

在这种情况下，特别地，即使当输入设备1实际上没有在偏转方向上移动时，第一加速度传感器161也检测到了在X轴方向上的加速度。图20B中所示的状态相当于这样一种状态，其中，当输入设备1如图20C所示处于基准位置时，加速度传感器单元16已经接收到如分别通过虚线箭头所表示的惯性力Ix和Iy，因此，它们不能被加速度传感器单元16所区分。结果，加速度传感器单元16判定如通过箭头F所表示的左下方向的加速度被施加于输入设备1并且输出与输入设备1实际移动不同的检测信号。另外，因为重力加速度G恒定地作用于加速度传感器单元16，所以积分值增加，并且指针2在斜向下方向上的位移量以加速度的幅度增大。当状态从图20A所示变化至图20B所示的状态时，可以认为，抑制指针2在画面3上移动为与用户直觉本质上匹配的操作。

例如，这对于当输入设备1在俯仰方向上从图21A所示的基准位置旋转至如图21B所示的倾斜状态时也是同样的。在这种情况下，因为在输入设备1处于基准位置时通过第二加速度传感器162所检测的重力加速度G减小，所以输入设备1难以与如图21C所示在俯仰方向上的惯性力I相区分。

在这方面，利用了以下事实，即通过输入设备1的移动所生成的重力加速度分量值的时间变化率小于仅关注于由用户操作所引起的输入设备1的移动的加速度值的时间变化率。重力加速度分量值的时间变化率为仅关注于由用户操作所引起的输入设备1的移动的加速度值的时间变化率的1/10阶。从加速度传感器单元16所输出的值为通过组合它们两个所获得的值。换句话说，从加速度传感器单元16所输出的信号为通过将作为重力加速度分量值的DC分量值叠加在仅关注于由用户操作所引起的输入设备1的移动的加速度值的时间变化率上所获得的信号。

因此，通过在步骤401中对加速度值执行微分操作，能够获得加速度时间变化率。因此，去除了重力加速度分量值的时间变化率。结果，即使在由于输入设备1倾斜而导致重力加速度的分力的改变发生的情况下，也能够适当地获得回转半径，并且能够通过回转半径计算适当的速度值。应注意，存在这样的情况，其中，除了重力加速度分量值之外，DC分量值还包括例如由于加速度传感器单元16的温度漂移所引起的DC分量。

此外，因为在此实施方式中使用方程式(7)，所以在步骤302中，对角速度值ω_y执行二阶微分，并且高频范围的噪声被叠加在角速度的运算值上。尽管当|Δ(Δω_y)|较大时不存在问题，但是当其较小时，S/N比劣化。当具有劣化的S/N比的|Δ(Δω_y)|被用在步骤408中的R_y(t)的计算中时，R_y(t)和速度值V_x的精度降低。

在这方面，在步骤403中，使用在步骤402中所计算的关于Y轴的角速度时间变化率Δ(Δω_y)。当Δ(Δω_y)小于等于阈值th-1时，读出预先存储在存储器中并且具有更少噪声的回转半径R_y(t)(步骤407)，并且在步骤408中计算速度值V_x的过程中使用所读出的回转半径R_y(t)。

在步骤409～步骤414中，MPU 19以与上面的步骤403～步骤408的处理相同的方式来计算在Y轴方向上的速度值V_y。换句话说，MPU 19判定关于X轴的角速度时间变化率的绝对值是|Δ(Δω_y)|否超过阈值th-1(步骤409)，并且当超过阈值th-1时，使用角速度时间变化率来计算关于X轴的回转半径R_x(t)(步骤410)。

回转半径R_x(t)的信号通过低通滤波器(步骤411)，并且被存储在存储器中(步骤412)。当小于等于阈值th-1时，读出存储在存储器中的回转半径R_x(t)(步骤413)，并且基于回转半径R_x(t)来计算在俯仰方向上的速度值V_y(步骤414)。

应注意，尽管在此实施方式中在偏转方向和俯仰方向上都使用相同的阈值th-1，但是对于这些方向，可以使用不同的阈值。

在步骤403中，也可以基于阈值而不是Δ(Δω_y)来判定角加速度值(Δω_y)。在步骤409中，也可以基于阈值而不是Δ(Δω_x)来判定角加速度值(Δω_x)。在图18所示的流程图中，已使用方程式(7)来计算回转半径R(t)。但是，因为当使用方程式(6)时计算了角加速度值(Δω_x，Δω_y)，所以可以基于阈值来判定角加速度值(Δω_x，Δω_y)。

接下来，将描述在此之前所描述的回转半径(R_x(t)，R_y(t))的计算方法的另一个实施方式。图22示出了此时输入设备1的操作的流程图。

在此实施方式中，使用回归线的斜率来计算回转半径。如上所述，回转半径为加速度变化率与角加速度变化率的比率。为了计算加速度变化率与角加速度变化率的比率，此实施方式使用了回归线的斜率。

MPU 19使加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_x，ω_y)进行一阶微分和二阶微分，从而计算加速度变化率(Δa_x，Δa_y)和角加速度变化率(Δ(Δω_x))，Δ(Δωω_y))(步骤501和步骤502)。例如，在存储器中存储n对加速度变化率(Δa_x，Δa_y)和角加速度变化率(Δ(Δω_x))，Δ(Δω_y))的历史记录，并且分别使用下面的方程式(8)和(9)来计算回归线斜率(A₁，A₂)(步骤503)。回归线斜率为加速度变化率与角加速度变化率的比率，即，回转半径(R_x(t)，R_y(t))。应注意，作为参考，分别通过方程式(10)和(11)来表示回归线线段(B₁，B₂)的计算方法。

A₁＝R_x(t)＝[{∑(Δ(Δω_xj))²}*∑(Δa_yj)²}-{∑Δ(Δω_xj)*∑Δ(Δω_xj)*Δa_yj}]/[n*∑(Δ(Δω_xj))²-{∑Δ(Δω_xj)}²]...(8)

A₂＝R_y(t)＝[{∑(Δ(Δω_yj))²*∑(Δa_xj)²}-{∑Δ(Δω_yj)*∑Δ(Δω_yj)*Δa_xj}]/[n*∑(Δ(Δω_yj))²-{∑Δ(Δω_yj)}²]...(9)

B₁＝[{n*∑Δ(Δω_xj)*Δa_yj}-{∑Δ(Δω_xj)*∑Δa_yj}]/[n*∑(Δ(Δω_yj))²-{∑Δ(Δω_xj)}²]...(10)

B₂＝[{n*∑Δ(Δω_yj)*Δa_xj}-{∑Δ(Δω_yj)*∑Δa_xj}]/[n*∑(Δ(Δω_yj))²-{∑Δ(Δω_yj)}²]...(11)

在上面的方程式(8)～(11)中，n表示加速度值(Δa_x，Δa_y)和角加速度变化率(Δ(Δω_x))，Δ(Δω_y))的取样数。适当地设置取样数n，使得运算误差最小化。

当计算回转半径时，如图18的步骤404～步骤410中一样，基于回转半径来计算速度值(步骤504)。

应注意，也能够通过使回转半径信号或速度值的信号通过低通滤波器47来抑制高频噪声的影响。

在此实施方式中，通过计算回归线斜率作为回转半径，能够计算更精确的回转半径和速度值(V_x，V_y)。因此，能够使在画面3上所显示的指针2的移动成为与用户直觉匹配的更自然的移动。

在上面的描述中，已经描述了以加速度变化率和角加速度变化率的量纲计算回归线斜率的方法。但是，本发明不限于此，可以以位移和角度、速度和角速度、或加速度和角加速度的量纲来计算回归线斜率。

目前为止，输入设备1已经执行了主要运算来计算速度值(V_x，V_y)。在图23中所示的实施方式中，控制设备40执行主要运算。图23中所示的操作与图10中的相对应。

例如，输入设备1将从传感器单元17所输出的二轴加速度值和二轴角速度值发送至控制设备40作为输入信息(步骤703)。控制设备40的MPU 35接收输入信息(步骤704)并执行与步骤103～107、110及111相同的处理(步骤705～步骤511)。使用图18～图22所描述的方法可以用于在步骤705中的速度值的计算方法。

在图23中已经例举了与图10相应的操作。但是，本发明不限于此，并且基于与图23中的操作相同的思想，控制设备40可以执行在图14中的步骤203及随后步骤的处理或者在图17中的步骤303及随后步骤的处理。

目前为止，已经给出了关于基于速度值来动态控制比例系数的情况的描述。接下来，将描述静态控制比例系数的实施方式。

图24A～图24C是示出了比例系数的不同频率特性的曲线图。在这个实例中，要被衰减的频率范围不同，在图24A～图24C中所示的所有图中，截止频率被设置为1Hz附近。

在图24A中，15Hz～25Hz频率组分的比例系数基本上被设置为0。在图24B的滤波器中，用于15Hz以下频率组分的比例系数也基本上被设置为0，因此，可以认为所述滤波器是比图24A更强的滤波器。在图24C的滤波器中，25Hz以上频率组分的比例系数也基本上被设置为0，因此，可以认为所述滤波器是比图24B更强的滤波器。

关于相同频率，关于多个比例系数的频率特性的信息(控制模式)仅需要预先被存储在存储器26等中。通过用户的适应性切换，MPU 19的控制部通过根据切换所选择的频率特性来控制滤波器的比例系数。在这种情况下，MPU 19主要用作切换装置。

比例系数的频率特性不限于图24A～图24C所示的那些，并且可以进行适当改变。

用户仅需要使用设置在输入设备1或控制设备40上的机械开关来切换控制模式。可选地，输入设备1或控制设备40可以存储用于切换的GUI的软件，并且用户可以使用GUI来切换控制模式。

图25是示出了作为根据又一个实施方式的滤波器特性的速度分布的曲线图。

因为在手移动速度中个体差异很大，所以本发明的发明人已经在设计滤波器时通过用户测试获得手移动速度大小的分布来确定作为手移动校正目标的速度范围。图25的示图示出了其结果。例如，手移动速度的大小被设置为最大振动速度。

在这个实例中，示出了三种类型的速度分布。

速度分布a为在2σ内的用户分布，其中，待被作为手移动校正目标的速度范围很窄。

速度分布b为在4σ内的用户分布，其中，待被作为手移动校正目标的速度范围较宽。

速度分布c为不管校正前的速度值而具有恒定比例系数的分布。

应注意，类似于图11中所示的速度分布，在这个实例中，为速度分布a和b设置了Th1(Th1′)、Th2(Th2′)及Th3。但是，图25中所示的速度分布a和b可以被设置为图11、图13或图15中所示的速度分布或其他速度分布。

此外，也可以设置具有比图25中所示的速度分布c更低的比例系数的速度分布(即，渐近于X轴的速度分布)。

对于相同频率，关于多个速度分布a～c的信息(控制模式)被预先存储在存储器26等中，并且用于每个控制模式的Th1、Th2、Th1′、Th2′等被存储在存储器26等中。通过用户适应性地切换速度分布a～c，MPU 19的控制部通过根据切换所选择的速度分布来控制滤波器的比例系数。在这种情况下，MPU 19主要用作切换装置。

用户仅需要使用设置在输入设备1或控制设备40上的机械开关等来切换速度分布a～c。可选地，输入设备1或控制设备40可以存储用于切换的GUI的软件，并且用户可以使用GUI切换速度分布a～c。

接下来，将描述图25的速度分布c。

速度分布c为由于比例系数很低并恒定而使得相位延迟被加强的速度分布，但是为适于例如用户输入文字和图片的速度分布。换句话说，速度分布c为用于手动输入模式的速度分布。通过比例系数为变量的速度分布a和b(即，具有可变相位延迟的速度分布)，一些用户会发现难以输入图片和文字。

图26是示出了作为输入设备1的另一个实施方式的适于字母输入等的笔型输入设备的示图。在笔型输入设备91的尖端部附近设置了传感器单元17。传感器单元17与图8所示的相同。笔型输入设备91的形状不限于这种形状，并且能够适当地进行改变。

当用户使用笔型输入设备91时，用户握持壳体90，使其尖端部与书桌、地板、餐桌、大腿等接触(或非接触状态)，并且像输入文字和图片一样地移动笔型输入设备91。除了在笔型输入设备91中使用用于检测位置的传感器单元17以及笔型输入设备91的尖端部不需要与画面接触之外，笔型输入设备91的概念通常接近于平板PC(tablet PC)所使用的输入设备。

图27A和图27B是示出了本发明的发明人已使用通用文字输入软件将日文字符(表示a、e、i、o、u)输入至计算机中并且所述字符被显示在画面上的实例的示图。图27A示出了使用速度分布c的情况，并且图27B示出了停止滤波器功能的情况。从图中可以看出，通过使用速度分布c，能够消除当输入字符等时用户微小的手移动的影响。

应注意，可以设置具有与速度分布c的比例系数不同的恒定比例系数一个或多个速度分布。

可选地，例如，对于相同频率，使用图13A、13B及13C所描述的速度分布可预先存储在存储器中，使得用户能够进行切换。存储器可以包括在输入设备1(或笔型输入设备91)中，或者包括在控制设备40中。

可选地，控制设备40可以在ROM 37或其他存储设备中存储多个GUI模式或分别相应于多个GUI模式的多个速度分布。控制设备40的MPU 35仅需要根据在多个GUI模式中显示在画面上的GUI的模式来切换速度分布。

例如，多个GUI模式为对于用于上述文字输入等的各个应用软件而不同的模式。例如，在用于文字输入的应用软件的情况下，比例系数被设置为相对较低，即，设置相对较强的滤波器设置。在其他应用软件的情况下，比例系数被设置为相对较高，即，设置相对较弱的滤波器设置。

可选地，可以在作为文字输入的目标的GUI窗口中设置相对较强的滤波器(例如，速度分布c)，并且可以在GUI窗口外，根据速度值可变地(例如，速度分布a或b)设置比例系数。

可选地，多个GUI模式为对于图标4的各个尺寸不同的模式。当图标4的尺寸相对较小的时候，需要用户执行精确指示，因此，设置相对较强的滤波器设置。相反，当图标尺寸相对较大时，不需要那么精确的指示，因此，设置较弱的滤波器设置。

本发明的实施方式不限于上述实施方式，并且还可以是其他各种实施方式。

在上面的实施方式中，已经描述了输入设备1包括加速度传感器单元16和角速度传感器单元15的结构。但是，可以只设置加速度传感器单元16，而不设置角速度传感器单元15。在这种情况下，在步骤103、步骤203及步骤303中，仅需要通过对由加速度传感器单元16所检测的加速度值进行简单积分来计算速度值。

图10已示出了在步骤103中计算速度值并且基于速度值(V_x，V_y)控制滤波器的比例系数的实例。但是，也可以基于在步骤101中所获得的角速度值(ω_x，ω_y)来控制比例系数。在这种情况下，由于速度与角速度之间的相关性，所以可以例举与图11、13、14、16、27等中相同的分布作为角速度分布。这对于图15和图18的操作也相同。

可选地，代替速度和角速度，可以基于加速度、加速度时间变化率、角加速度、或角加速度时间变化率来控制滤波器的比例系数。

当如上所述基于角速度值来控制滤波器的比例系数时，可以单独设置角速度传感器单元15，而不设置加速度传感器单元16。在这种情况下，基于通过角速度传感器单元15所检测的角速度值，控制设备40计算相应于壳体10在偏转和俯仰方向上的移动的指针2的位移量。在这种情况下，相应于角速度值的指针2的位移量可以被预先存储在存储器中，或者控制设备40可以使用用于将预设的角速度值转换成位移量的表达式来计算位移量。

在上面的实施方式中，已经描述了通过基于速度值(或角速度值)的操作连续控制比例系数的实例。但是，也可以阶段式地控制比例系数。阶段式可以为两步或三步以上。具体地，例如，在两步的情况下，当速度值(或角速度值)变得小于等于阈值时，比例系数被控制为小于1的恒定值。

已经给出了关于在图11、13、14、16及25中所示的速度分布几乎为线性的实例的描述。但是，每一个速度分布都可以为二次曲线、其他曲线、或由直线和曲线所构成的线。

输入设备1已经执行了在图10和图15中的操作的主要部分，相反，控制设备40已经执行了在图24中的操作的主要部分。但是，输入设备1和控制设备40可以适当地以分担方式执行操作。

例如，本发明可以被应用于包括显示部的手持型信息处理装置(手持设备)。换句话说，可以认为手持设备是集成了输入设备1和控制设备40的设备。在这种情况下，通过用户移动手持设备的主体，在显示部上所显示的指针被移动。手持设备的实例包括PDA(个人数字助理)、手机、便携式音乐播放器及数码像机。

在上面的实施方式中，根据输入设备的移动而在画面上移动的指针2已表示为箭头的图像。但是，指针2的图像不被限制于箭头，并且可以为简单的圆形、矩形等，或者字符图像或任意其他图像。

传感器单元17的角速度传感器单元15和加速度传感器单元16的每一个的检测轴不是必须像上述的X′轴和Y′轴一样彼此正交。在这种情况下，可以通过使用三角函数的计算来获得分别投影在彼此正交的轴方向上的加速度。类似地，能够通过使用三角函数的计算来获得关于彼此正交轴的角速度。

已经给出了关于在上面实施方式中所描述的传感器单元17的角速度传感器单元15的X′和Y′检测轴与加速度传感器单元16的X′和Y′检测轴匹配的情况的描述。但是，这些检测轴不是必须相匹配。例如，在角速度传感器单元15和加速度传感器单元16被安装在基板上的情况下，角速度传感器单元15和加速度传感器单元16可以在基板的主表面内偏离预定旋转角而被安装，使得角速度传感器单元15和加速度传感器单元16的检测轴不匹配。在这种情况下，可以通过使用三角函数的计算来获得关于各个轴的加速度和角速度。

代替角速度传感器单元15，可以使用角传感器或角加速度传感器。角传感器的实例包括地磁传感器和图像传感器。例如，当使用三轴地磁传感器时，由于角度值的改变量被检测到，所以可以通过对角度值进行微分来计算角速度值。角加速度传感器作为多个加速度传感器的组合而构成，并且通过对由这些角加速度传感器所获得的角加速度值进行积分而计算角速度值。

图11已示出了计算速度值(V_x，V_y)的方法。但是，本发明不限于这种方法，并且MPU 19可以计算与通过角速度传感器单元15所检测的角速度值相对应的速度值(V_x，V_y)。例如，与角速度值相对应的速度值为通过预定运算(角速度值和速度值的函数)所计算的速度值或使用查找表从存储器中所读出的速度值。在这种情况下，不需要使用通过加速度传感器单元16所检测的加速度值(a_x，a_y)。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种输入设备，其控制指针在画面上的移动，所述输入设备包括：

壳体；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并输出相应于所述壳体的所述移动的信号；

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在从所述移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；以及

控制装置，用于通过基于与所述壳体的所述移动相应的所述信号控制所述比例系数来控制所述指针在所述画面上的速度，所述速度相应于所述壳体的所述移动。

2.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述控制装置基于在相应于所述壳体的所述移动的信号中所述预定频率范围的信号的所述输出值来控制所述比例系数。

3.根据权利要求2所述的输入设备，

其中，所述控制装置控制所述比例系数随着所述预定频率范围的信号的输出值的增大而减小，并且控制所述比例系数随着所述预定频率范围的信号的所述输出值的减小而增大。

4.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置输出相应于所述壳体的所述移动的速度值或角速度值作为所述输出值，并且

其中，所述控制装置基于所述速度值或所述角速度值来控制所述比例系数。

5.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

存储装置，用于存储所述控制装置关于与所述速度值或所述角速度值相应的所述比例系数的多个控制模式；以及

切换装置，用于切换所存储的所述多个控制模式。

6.根据权利要求4所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置附加输出相应于所述壳体的所述移动的加速度值，并且

其中，所述控制装置基于所述加速度值和所述速度值或所述角速度值来控制所述比例系数。

7.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

速度值存储装置，能够存储时间上连续的预定数目的多个速度值；以及

符号判定装置，用于判定被存储的所述预定数目的多个速度值的符号是否相同，

其中，所述控制装置控制所述比例系数，使得当已取样的所述预定数目的多个速度值的所述符号相同时，所述衰减装置的功能被停止或削弱。

8.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

速度值存储装置，能够存储时间上连续的预定数目的多个角速度值；以及

符号判定装置，用于判定被存储的所述预定数目的多个角速度值的符号是否相同，

其中，所述控制装置控制所述比例系数，使得当已取样的所述预定数目的多个角速度值的所述符号相同时，所述衰减装置的功能被停止或削弱。

9.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述预定频率范围为相应于约1Hz到20Hz的手移动的范围。

10.根据权利要求9所述的输入设备，

其中，所述切换装置在所述比例系数非恒定的第一控制模式与所述比例系数恒定的第二控制模式之间选择性地进行切换。

11.一种控制设备，其根据从输入设备所发送的输入信息来控制指针在画面上的移动，所述输入设备包括：壳体；移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动并输出相应于所述壳体的所述移动的信号；以及发送装置，用于发送所述输出信号来作为所述输入信息，所述控制设备包括：

接收装置，用于接收所述输入信息；

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在作为所接收的所述输入信息的所述信号的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

控制装置，用于基于相应于所述壳体的所述移动的所述信号来控制所述比例系数；以及

坐标信息生成装置，用于在所述控制装置的控制下生成所述指针在所述画面上的坐标信息，所述坐标信息相应于所述壳体的所述移动。

12.一种控制系统，控制指针在画面上的移动，包括：

输入设备，包括

壳体，

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在从所述移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值，

控制装置，用于通过基于与所述壳体的所述移动相应的所述信号控制所述比例系数来控制所述指针在所述画面上的速度，所述速度相应于所述壳体的所述移动，以及

发送装置，用于发送所生成的所述输入信息；以及

控制设备，包括

接收装置，用于接收所发送的所述输入信息，以及

坐标信息生成装置，用于基于所接收的所述输入信息来生成所述指针在所述画面上的坐标信息。

13.一种控制系统，控制指针在画面上的移动，包括：

输入设备，包括

壳体，

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，以及

发送装置，用于发送所述输出信号作为输入信息；以及

控制设备，包括

接收装置，用于接收所述输入信息，

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在作为所接收的所述输入信息的所述信号的输出值中预定频率范围的信号的输出值，

控制装置，用于基于相应于所述壳体的所述移动的所述信号来控制所述比例系数，以及

坐标信息生成装置，用于在所述控制装置的控制下生成所述指针在所述画面上的坐标信息，所述坐标信息相应于所述壳体的所述移动。

14.一种控制方法，包括：

检测输入设备的壳体的移动；

输出与通过所述检测所获得的所述壳体的所述移动相应的信号；

通过预定比例系数衰减已输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

基于相应于所述壳体的所述移动的所述信号来控制所述比例系数；以及

基于所述比例系数的所述控制生成所述指针在所述画面上的坐标信息，所述坐标信息相应于所述壳体的所述移动。

15.一种手持设备，包括：

壳体；

显示部；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并且输出相应于所述壳体的所述移动的信号；

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在从所述移动信号输出装置中所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；以及

控制装置，用于生成输入信息，所述输入信息用于通过基于与所述壳体的所述移动相应的所述信号控制所述比例系数来控制所述指针在所述显示部的画面上的速度，所述速度相应于所述壳体的所述移动。

16.一种输入设备，控制指针在画面上移动，所述输入设备包括：

壳体；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，用于在所述画面上移动所述指针；

衰减装置，用于衰减在从所述移动信号输出装置中所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

存储装置，用于存储用于控制所述衰减装置的比例系数的多个控制模式；以及

切换装置，用于切换所述多个控制模式。

17.一种手持设备，包括：

壳体；

显示部；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，用于在所述显示部的画面上移动所述指针；

衰减装置，用于衰减在从所述移动信号输出装置中所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

存储装置，用于存储用于控制所述衰减装置的比例系数的多个控制模式；以及

切换装置，用于切换所述多个控制模式。

Claims (26)

1.一种输入设备，其控制指针在画面上的移动，所述输入设备包括：

壳体；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并输出相应于所述壳体的所述移动的信号；

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在从所述移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；以及

控制装置，用于通过基于与所述壳体的所述移动相应的所述信号控制所述比例系数来控制所述指针在所述画面上的速度，所述速度相应于所述壳体的所述移动。

2.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述控制装置基于在相应于所述壳体的所述移动的信号中所述预定频率范围的信号的所述输出值来控制所述比例系数。

3.根据权利要求2所述的输入设备，

其中，所述控制装置控制所述比例系数随着所述预定频率范围的信号的输出值的增大而减小，并且控制所述比例系数随着所述预定频率范围的信号的所述输出值的减小而增大。

4.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置输出相应于所述壳体的所述移动的速度值或角速度值作为所述输出值，并且

其中，所述控制装置基于所述速度值或所述角速度值来控制所述比例系数。

5.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

判定装置，用于判定所述速度值或所述角速度值是否大于等于第一阈值，

其中，当所述速度值或所述角速度值大于等于所述第一阈值时，所述控制装置实质上将所述比例系数设置为1。

6.根据权利要求5所述的输入设备，

其中，所述控制装置控制所述比例系数随着所述速度值或所述角速度值的增大而逐渐减小，直至所述速度值或所述角速度值达到小于所述第一阈值的第二阈值为止，并且在达到所述第二阈值后，控制所述比例系数随着所述速度值或所述角速度值的增大而逐渐增大，直至所述速度值或所述角速度值达到所述第一阈值为止。

7.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

判定装置，用于判定所述速度值或所述角速度值是否小于等于比所述第一阈值更小的第三阈值，

其中，当所述速度值或所述角速度值小于等于所述第三阈值时，所述控制装置实质上将所述比例系数设置为1。

8.根据权利要求7所述的输入设备，

其中，所述控制装置控制所述比例系数随着所述速度值或所述角速度值的增大而逐渐减小，直至所述速度值或所述角速度值达到大于所述第三阈值的第四阈值为止，并且在达到所述第四阈值后，控制所述比例系数随着所述速度值或所述角速度值的增大而逐渐增大，直至所述速度值或所述角速度值达到第五阈值为止。

9.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

存储装置，用于存储所述控制装置关于与所述速度值或所述角速度值相应的所述比例系数的多个控制模式；以及

切换装置，用于切换所存储的所述多个控制模式。

10.根据权利要求4所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置附加输出相应于所述壳体的所述移动的加速度值，并且

其中，所述控制装置基于所述加速度值和所述速度值或所述角速度值来控制所述比例系数。

11.根据权利要求4所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置包括：

加速度传感器，用于检测所述壳体在第一方向上的加速度值，

角速度传感器，用于检测关于与所述第一方向不同的第二方向上的轴的角速度值，以及

速度值计算装置，用于基于所述加速度值和所述角速度值中的至少其中一个来计算所述第一方向上的速度值。

12.根据权利要求4所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置输出相应于所述壳体在第一方向上的所述移动的第一速度值和相应于所述壳体在与所述第一方向不同的第二方向上的所述移动的第二速度值，作为所述输出值，

其中，所述衰减装置通过分别相应于所述第一方向和所述第二方向的预定的第一比例系数和第二比例系数来衰减在所述输出值中所述预定频率范围的信号的所述输出值，并且

其中，所述控制装置基于所述第一速度值和所述第二速度值来分别控制所述第一比例系数和所述第二比例系数。

13.根据权利要求4所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置输出相应于所述壳体关于与第一方向不同的第二方向上的轴的所述移动的第一角速度值和相应于所述壳体关于所述第一方向上的轴的所述移动的第二角速度值，作为所述输出值，

其中，所述衰减装置通过分别与关于所述第一方向上的所述轴的方向相应和与关于所述第二方向上的所述轴的方向相应的预定的第一比例系数和第二比例系数来衰减在所述输出值中所述预定频率范围的信号的所述输出值，并且

其中，所述控制装置根据所述第一角速度值和所述第二角速度值来控制所述第一比例系数和所述第二比例系数。

14.根据权利要求12所述的输入设备，

其中，所述控制装置根据所述第一速度值和所述第二速度值的组合值及所述第一速度值的绝对值和所述第二速度值的绝对值中较大的一个中的任一个来控制所述第一比例系数和所述第二比例系数。

15.根据权利要求13所述的输入设备，

其中，所述控制装置根据所述第一角速度值和所述第二角速度值的组合值及所述第一角速度值的绝对值和所述第二角速度值的绝对值中较大的一个中的任一个来控制所述第一比例系数和所述第二比例系数。

16.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

速度值存储装置，能够存储时间上连续的预定数目的多个速度值；以及

符号判定装置，用于判定被存储的所述预定数目的多个速度值的符号是否相同，

其中，所述控制装置控制所述比例系数，使得当已取样的所述预定数目的多个速度值的所述符号相同时，所述衰减装置的功能被停止或削弱。

17.根据权利要求4所述的输入设备，还包括：

速度值存储装置，能够存储时间上连续的预定数目的多个角速度值；以及

符号判定装置，用于判定被存储的所述预定数目的多个角速度值的符号是否相同，

其中，所述控制装置控制所述比例系数，使得当已取样的所述预定数目的多个角速度值的所述符号相同时，所述衰减装置的功能被停止或削弱。

18.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述预定频率范围为相应于约1Hz到20Hz的手移动的范围。

19.根据权利要求9所述的输入设备，

其中，所述切换装置在所述比例系数非恒定的第一控制模式与所述比例系数恒定的第二控制模式之间选择性地进行切换。

20.一种控制设备，其根据从输入设备所发送的输入信息来控制指针在画面上的移动，所述输入设备包括：壳体；移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动并输出相应于所述壳体的所述移动的信号；以及发送装置，用于发送所述输出信号来作为所述输入信息，所述控制设备包括：

接收装置，用于接收所述输入信息；

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在作为所接收的所述输入信息的所述信号的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

控制装置，用于基于相应于所述壳体的所述移动的所述信号来控制所述比例系数；以及

坐标信息生成装置，用于在所述控制装置的控制下生成所述指针在所述画面上的坐标信息，所述坐标信息相应于所述壳体的所述移动。

21.一种控制系统，控制指针在画面上的移动，包括：

输入设备，包括

壳体，

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在从所述移动信号输出装置所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值，

控制装置，用于通过基于与所述壳体的所述移动相应的所述信号控制所述比例系数来控制所述指针在所述画面上的速度，所述速度相应于所述壳体的所述移动，以及

发送装置，用于发送所生成的所述输入信息；以及控制设备，包括

接收装置，用于接收所发送的所述输入信息，以及

坐标信息生成装置，用于基于所接收的所述输入信息来生成所述指针在所述画面上的坐标信息。

22.一种控制系统，控制指针在画面上的移动，包括：

输入设备，包括

壳体，

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，以及

发送装置，用于发送所述输出信号作为输入信息；

以及

控制设备，包括

接收装置，用于接收所述输入信息，

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在作为所接收的所述输入信息的所述信号的输出值中预定频率范围的信号的输出值，

控制装置，用于基于相应于所述壳体的所述移动的所述信号来控制所述比例系数，以及

坐标信息生成装置，用于在所述控制装置的控制下生成所述指针在所述画面上的坐标信息，所述坐标信息相应于所述壳体的所述移动。

23.一种控制方法，包括：

检测输入设备的壳体的移动；

输出与通过所述检测所获得的所述壳体的所述移动相应的信号；

通过预定比例系数衰减已输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

基于相应于所述壳体的所述移动的所述信号来控制所述比例系数；以及

基于所述比例系数的所述控制生成所述指针在所述画面上的坐标信息，所述坐标信息相应于所述壳体的所述移动。

24.一种手持设备，包括：

壳体；

显示部；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动，并且输出相应于所述壳体的所述移动的信号；

衰减装置，用于通过预定比例系数衰减在从所述移动信号输出装置中所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；以及

控制装置，用于生成输入信息，所述输入信息用于通过基于与所述壳体的所述移动相应的所述信号控制所述比例系数来控制所述指针在所述显示部的画面上的速度，所述速度相应于所述壳体的所述移动。

25.一种输入设备，控制指针在画面上移动，所述输入设备包括：

壳体；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，用于在所述画面上移动所述指针；

衰减装置，用于衰减在从所述移动信号输出装置中所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

存储装置，用于存储用于控制所述衰减装置的比例系数的多个控制模式；以及

切换装置，用于切换所述多个控制模式。

26.一种手持设备，包括：

壳体；

显示部；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的移动并输出相应于所述壳体的所述移动的信号，用于在所述显示部的画面上移动所述指针；

衰减装置，用于衰减在从所述移动信号输出装置中所输出的输出值中预定频率范围的信号的输出值；

存储装置，用于存储用于控制所述衰减装置的比例系数的多个控制模式；以及

切换装置，用于切换所述多个控制模式。

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